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1、沿程水头损失实验实验人 XXX合作者 XXXXX年XX月XX日一、实验目的1加深了解圆管层流和紊流的沿程损失随平均流速变化的规律，绘制lghf-lg曲线；2掌握管道沿程阻力系数的量测技术和应用压差计的方法；3将测得的Re-关系值与莫迪图对比，分析其合理性，进一步提高实验成果分析能力。二、实验设备本装置有下水箱、自循环水泵、供水阀、稳压筒、实验管道、流量调节阀三组，计量水箱、回水管、压差计等组成。实验时接通电源水泵启动，全开供水阀，逐次开大流量调节阀，每次调节流量时，均需稳定2-3分钟，流量越小，稳定时间越长；测流量时间不小于8-10秒；测流量的同时，需测记压差计、温度计自备，应挂在水箱中读数。
2、三根实验管道管径不同，应分别作实验。三、实验原理由达西公式 得=KhfQ2另有能量方程对水平等直径圆管可得对于多管式水银压差有下列关系hf=（P1P2）w=（mw1）(h2h1+h4h3)=12.6hmhm= h2h1+h4h3hfmmH2O四、实验结果与分析实验中，我们测量了三根管的沿程阻力系数，三根管的直径分别为10mm，14mm，20mm。对每根管进行测量时，我们通过改变水的流速，在相距80cm的两点处分别测量对应的压强。得到表1至表3中的实验结果。相关数据说明：水温29.4，对应的动力学粘度系数为 流量通过水从管中流入盛水箱的体积和时间确定。水箱底面积为，记录水箱液面升高（从到或者从到
3、）的时间，从而计算出流量；若管道直径为，则水流速度为；对三根管进行测量时，测量的两点之间距离均为； 雷诺数；计算沿程阻力系数：层流；紊流测量沿程阻力系数：，其中，第一根管表-1（）次序时间流量Q流速v雷诺数Re压差计cm沿程损失hf沿程损失系数层流紊流iscm3/scm/sh1h2cm123.68202.70258.092.58E+0486.848.238.61.42E-022.48E-032.49E-02224.73194.10247.132.47E+0481.645.236.41.46E-022.59E-032.52E-02325.43188.75240.332.40E+0474.540.
4、733.81.43E-022.66E-032.54E-02426.88178.57227.362.27E+0467.236.530.71.46E-022.81E-032.57E-02529.71161.56205.712.06E+0458.131.127.01.56E-023.11E-032.64E-02630.88155.44197.911.98E+0452.227.624.61.54E-023.23E-032.66E-02732.57147.37187.641.88E+0444.922.922.01.53E-023.41E-032.70E-02837.02129.66165.091.65E
5、+0435.517.418.11.63E-023.88E-032.79E-02941.12116.73148.631.49E+0426.711.914.81.64E-024.31E-032.86E-021052.6991.10115.991.16E+0417.26.610.61.93E-025.52E-033.04E-02第二根管表-2（）次序时间流量Q流速v雷诺数Re压差计cm沿程损失hf沿程损失系数层流紊流iscm3/scm/sh1h2cm117.38276.18179.412.51E+0445.622.822.82.43E-022.55E-032.51E-02218.42260.5916
6、9.282.37E+0441.020.220.82.49E-022.70E-032.55E-02318.69256.82166.832.34E+0437.818.819.02.34E-022.74E-032.56E-02419.39247.55160.812.25E+0433.515.717.82.36E-022.84E-032.58E-02521.12227.27147.642.07E+0427.311.915.42.42E-023.10E-032.64E-02622.90209.61136.161.91E+0422.79.313.42.48E-023.36E-032.69E-02第三根管表
7、-3（）次序时间流量Q流速v雷诺数Re压差计cm沿程损失hf沿程损失系数层流紊流iscm3/scm/sh1h2cm116.30294.4894.031.88E+0458.354.04.32.40E-023.40E-032.70E-02217.47274.7687.741.75E+0451.647.93.72.37E-023.65E-032.75E-02318.74256.1481.791.64E+0442.739.63.12.29E-023.91E-032.79E-02421.25225.8872.131.44E+0431.428.52.92.75E-024.44E-032.88E-02523
8、.86201.1764.241.28E+0423.421.32.12.51E-024.98E-032.97E-02627.13176.9356.501.13E+0416.314.41.92.94E-025.66E-033.06E-02通过对三根管的相关计算，我们发现实验测出的沿程阻力系数远远比层流情况下的计算值大，将近大一个数量级。实际上，我们实验中的雷诺数在10000-26000，超出层流范围，且在可认为是在接近紊流或刚达到紊流条件，与紊流情况下算出的层流阻力系数比较相近，但仍略小，所以我们可以认为实验中我们的水流其实是快接近紊流的。另外，尽管读数时液面有一定的抖动，但是对于每一根管算出的沿程阻力系数都比较相近，因此可认为本实验中读数误差对实验结果没有多大影响。对三根管的实验结果作曲线，结果图-1至图-3所示。图- 1图- 2图- 3 每根管的图像，都有较好的线性关系。管1中，斜率为1.65，可以认为是紊流过渡区；管2中斜率为1.93，接近粗管紊流区的斜率值；管3中，斜率为1.60，可以认为是紊流过渡区。
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